1DOBRODOLI
NA PREDAVANJE
Prof. dr Mirjana Medenica
ATOMSKI SPEKTRI
ATOMSKA SPEKTROMETRIJA
1. APSORPCIONA SPEKTROMETRIJA
X Atomska apsorpciona (AAS)Y Molekulska apsorpciona (IR, UV-VIS)
2. EMISIONA SPEKTROMETRIJA
X Plamena fotometrijaY Fluorimetrija
2Promena energetskog nivoa
APSORPCIJA I EMISIJA
SPEKTAR
ENERGETSKINIVOI U ATOMU
hc/ 3E3
hc/ 2E2
hc/ 1
h E E = 1 0
E0 (OSNOVNO)
E1 (POBUENO)
3ATOMSKA SPEKTROSKOPIJA
E0
E1E2
E3
Apsorpcija Emisija
Joseph von Fraunhofer
(17871826)
4Emisioni spektar
Apsorpcioni spektar
Zagrejan element Diskontinualni
emisionispektar
Apsorpcionispektar
Pareelementa
Apsorpcija obrnuta emisiji
Alan Walsh (1916-1998 )
Otac AAS
Atomska apsorpcionaspektrometrija
ta je to?
Odreivanje elemenata, najee metala, u istom stanju, jedinjenjima ili smeama
1955
5Kakav je princip?
Termikim putem se izvri disocijacija jedinjenja, a analizirani atom se prevede u nejonizovano i nepobueno, tj. osnovno stanje
Atomsko stanje
} Atomi apsorbuju rezonantnu talasnu duinu
} Teni uzorak uvodi se strujom gasova u plamen
} Atomi u aeroslolu (atomska para) Plazma
} Kroz plazmu se proputa svetlost talasne duinekoja odgovara rezonantnoj liniji datogelementa
ta je to rezonantna talasna duina?
To je talasna duina koju bi element (atom) emitovao kada bi se nalazio u pobuenom stanju
6Materija apsorbuje svetlost one talasne duine koju i emituje
Gustav Kirchhoff
(1824 1887)
Smanjenje intenziteta upadnogmonohromatskog zraenja posle proputanjakroz atomsku paru uzorka proporcionalno je koncentraciji ispitivanog elementa
Plazma
I0 Ip
Apsorbovana energijaproporcionalna je broju nepobuenih atoma
Na visokoj temperaturi isparava rastvara,zatim dolazi do disocijacije molekula i stvaranja slobodnih, neutralnih atoma
Kako se uzorak u tenom stanjuprevodi u plazmu?
Kolika je potrebna temperatura?
Mora biti optimalna, da atomi ne bi preliu pobueno stanje!
7( )( )KTEpp pmmNN /00 / =Broj atoma u pobuenom stanju
Ludwig Boltzman
(1844 1906)
Np Broj atoma u pobuenom stanju
N0 Broj atoma u osnovnom stanju
mp Statistika masa pobuenih atoma
Ep Energija aktivacije (potrebna da se atom prevede u pobueno stanje)
K Bolcmanova konstanta
T Temperatura
EpNp T
Za svaki element postojioptimalno temperaturno podruje
u kome se najvei broj atomanalazi u nepobuenom
(osnovnom) stanju
Kvantitativna analiza
bnkII
p
=0logI0 Intenzitet upadnog zraenja
Ip Intenzitet proputenog zraenja
k Koeficijent proporcionalnosti
n Broj atoma
b Duina optikog puta
c
8ckIIAp
== 0logLamber-Berov zakon
k Koeficijent proporcionalnosti (zavisi od prirode elementa, talasne duine rezonantne linije i debljine sloja, tj. duine optikog puta
Kalibraciona kriva
ema ureaja
Izvor zraenja Atomizer Monohromator Detektor
Uzorak
Gorivni gasOksidacioni gas
9DETEKTOR (Fotomultiplikator)
IZVOR ZRAENJA monohromatski(Lampa sa upljom katodom)
ATOMIZER (stvaranje slobodnih atoma)
MONOHROMATOR (izdvajarezonantnu liniju)
Lampa sa upljom katodom
Neon Argon
Kvarc+
- X
X X + hAr+ + X X
10
ATOMIZER
} Mora da obezbedipotpunu atomizaciju uzorkapobuivanje atoma minimalno
} Plamen izvor atomizacijePlamenik sa gasovima gorivni i oksidacioni
Kiseonik / Acetilen3000Al, V, Si ...
Vazduh / Acetilen2300Zemnoalkalnimetali
Vazduh / Propan1950Alkalni metali,Zn, Cu, Cd, Pb
SMEA GASOVATEMPARATURA
(C)UZORAK
11
Monohromator
PRIMENAAnaliza elemenata u koncentracijama
ppm (pars per million)
BIOHEMIJA (Na; K; Ca; Mg; Fe u hemoglobinu)
TOKSIKOLOGIJA (Cd, Zn, Pb, Hg)
BROMATOLOGIJA (namirnice)
SANITARNA HEMIJA (voda, zemljite, posue)
Elementi koji se odreuju pomou AAS
12
s
Atomska emisiona spektrometrija
Robert Bunsen
(1811 1899)
Gustav Kirchhoff
(1824 1887)
1860
Soli nekih metala u
plamenu daju karakteristino
obojene spektre
13
Neon ArgonNa
H2
Fe
AAS PF
14
PLAMENA FOTOMETRIJA
Merenje intenziteta zraenjaelemenata EKSCITIRANIH u plamenu
Intenzitet emitovanog zraenjaproporcionalan je broju atoma u pobuenom stanju, tj. koncentraciji uzorka
Kakav je princip?
ema ureaja
DetektorMonohromatorGorionik
Uzorak Izvor zraenja
15
Plamen1. Atomizacija disocijacija jedinjenja na atome2. Pobuivanje atoma
3. Smea gorivnog(propan, butan, acetilen) i
oksidacionog gasa(vazduh, kiseonik, azotsuboksid)
4. Rastvara otpari, uzorak se atomizira i toplotomprelazi u pobueno stanje
ta se deava dalje?
Atom iz pobuenog stanja, povratkom u osnovno, emituje karakteristino zraenje
X + E XX X + h
chhE == Linija spektra
Intenzitet emisionih spektralnih linija zavisi od broja pobuenih atoma, tj. od koncentracije elementa
pNAhI = A koeficijent proporcionalnosti (verovatnoa
prelaza)
Np broj pobuenih atoma
16
I = f (c)
Monohromator
Izdvaja karakteristinu spektralnuliniju
} U vidljivoj oblasti obojeni ili interferentni filtri:Za odreivanje K, Na, Ca, Li,
} U ostalim spektralnim oblastima optiki filtri
Detektor
Fotoelije
Fotomultiplikatori
17
PRIMENA
Odreivanje alkalnih i zemnoalkalnih metala u:
Biolokom materijalu,
Namirnicama,
Vodi, itd,
Uporedni pregled
Uzorak
Izvor zraenja
Metoda
Atomi u pobuenom
stanjuAtomsko stanje
UzorakLampa saupljomkatodom
EmisionaApsorpciona
Plamenafotometrija
Atomskaapsorpciona
spektrometrija
18
Vrste spektaraKontinualni
Emisioni
Apsorpcioni
Kontinualni
Emisioni
Apsorpcioni
... INETO ZA OPTU KULTURU
THE PAINTER'S FATHER, 1497
19
THE DEATH OF ORPHEUS, 1494
Albrecht Drer, Self-portrait, 1500.
Top Related